Methane is the second most important greenhouse gas after carbon dioxide, and the reduction of methane emissions is a key focus in IPCC reports. At present, atmospheric methane is monitored through ground-based observations and satellite remote sensing that depend on spectral characteristics. However, the positions of the methane lines provided by the widely utilized HITRAN database lack the precision required for accurate retrievals. In this work, we used cavity-enhanced absorption spectroscopy to record the absorption spectrum near the atmospheric detection window of methane at 1.66 µm. From the saturated absorption peaks (“Lamb dips”) observed on top of Doppler-broadened methane absorption lines, we determined the line positions with an absolute frequency accuracy of better than 2 MHz. The results also indicate the incompetence of the HITRAN database and theoretical models based on αb initio calculations of methane lines in this region.

1.
M.
Etminan
,
G.
Myhre
,
E. J.
Highwood
, and
K. P.
Shine
,
Geophys. Res. Lett.
43
,
12614
(
2016
).10.1002/2016GL071930
2.
IPCC
,
Climate Change 2023: Synthesis Report, Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change,
H.
Lee
and
J.
Romero
Eds.,
Geneva
:
IPCC
,
35
(
2023
). DOI: .
3.
D. J.
Jacob
,
A. J.
Turner
,
J. D.
Maasakkers
,
J. X.
Sheng
,
K.
Sun
,
X.
Liu
,
K.
Chance
,
I.
Aben
,
J.
McKeever
, and
C.
Frankenberg
,
Atmos. Chem. Phys.
16
,
14371
(
2016
).
4.
P.
Bergamaschi
,
C.
Frankenberg
,
J. F.
Meirink
,
M.
Krol
,
M. G.
Villani
,
S.
Houweling
,
F.
Dentener
,
E. J.
Dlugokencky
,
J. B.
Miller
,
L. V.
Gatti
,
A.
Engel
, and
I.
Levin
,
J. Geophys. Res.: Atmos.
114
,
D22301
(
2009
).
5.
M.
Buchwitz
,
R.
de Beek
,
S.
Näel
,
J. P.
Burrows
,
H.
Bovensmann
,
O.
Schneising
,
I.
Khlystova
,
M.
Bruns
,
H.
Bremer
,
P.
Bergamaschi
,
S.
Körner
, and
M.
Heimann
,
Atmos. Chem. Phys.
6
,
2727
(
2006
).
6.
A. V.
Nikitin
,
O. M.
Lyulin
,
S. N.
Mikhailenko
,
V. I.
Perevalov
,
N. N.
Filippov
,
I. M.
Grigoriev
,
I.
Morino
,
Y.
Yoshida
, and
T.
Matsunaga
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
154
,
63
(
2015
).
7.
G.
Ehret
,
P.
Bousquet
,
C.
Pierangelo
,
M.
Alpers
,
B.
Millet
,
J. B.
Abshire
,
H.
Bovensmann
,
J. P.
Burrows
,
F.
Chevallier
,
P.
Ciais
,
C.
Crevoisier
,
A.
Fix
,
P.
Flamant
,
C.
Frankenberg
,
F.
Gibert
,
B.
Heim
,
M.
Heimann
,
S.
Houweling
,
H. W.
Hubberten
,
P.
Jockel
,
K.
Law
,
A.
Löw
,
J.
Marshall
,
A.
Agusti-Panareda
,
S.
Payan
,
C.
Prigent
,
P.
Rairoux
,
T.
Sachs
,
M.
Scholze
, and
M.
Wirth
,
Remote Sens.
9
,
1052
(
2017
).
8.
E. K.
Conway
,
A. H.
Souri
,
J.
Benniergui
,
K.
Sun
,
X.
Liu
,
C.
Staebell
,
C. Chan
Miller
,
J.
Franklin
,
J.
Samra
,
J.
Wilzewski
,
S.
Roche
,
B. K.
Luo
,
A.
Chulakadabba
,
M.
Sargent
,
J.
Hohl
,
B.
Daube
,
I.
Gordon
,
K.
Chance
, and
S.
Wofsy
,
Atmos. Meas. Tech.
17
,
1347
(
2024
).
9.
C. Chan
Miller
,
S.
Roche
,
J. S.
Wilzewski
,
X.
Liu
,
K.
Chance
,
A. H.
Souri
,
E.
Conway
,
B. K.
Luo
,
J.
Sanira
,
J.
Hawthorne
,
K.
Sun
,
C.
Staebell
,
A.
Chulakadabba
,
M.
Sargent
,
J. S.
Benmergui
,
J. E.
Franklin
,
B. C.
Daube
,
Y.
Li
,
J. L.
Laughner
,
B. C.
Baier
,
R.
Gautam
,
M.
Omara
, and
S. C.
Wofsy
,
Atmos. Meas. Tech.
17
,
5429
(
2024
).
10.
K.
Kefala
,
V.
Boudon
,
S. N.
Yurchenko
, and
J.
Tennyson
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
316
,
108897
(
2024
).
11.
C.
Frankenberg
,
J. F.
Meirink
,
M.
van Weele
,
U.
Platt
, and
T.
Wagner
,
Science
308
,
1010
(
2005
).
12.
S.
Kassi
,
T.
Stoltmann
,
M.
Casado
,
M.
Daëron
, and
A.
Campargue
,
J. Chem. Phys.
148
,
054201
(
2018
).
13.
M.
Rey
,
A. V.
Nikitin
,
B.
Bézard
,
P.
Rannou
,
A.
Coustenis
, and
V. G.
Tyuterev
,
Icarus
303
,
114
(
2018
).
14.
A. M.
Zolot
,
F. R.
Giorgetta
,
E.
Baumann
,
W. C.
Swann
,
I.
Coddington
, and
N. R.
Newbury
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
118
,
26
(
2013
).
15.
A. A.
Madej
,
A. J.
Alcock
,
A.
Czajkowski
,
J. E.
Bernard
, and
S.
Chepurov
,
J. Opt. Soc. Am. B
23
,
2200
(
2006
).
16.
A. V.
Nikitin
,
O. M.
Lyulin
,
S. N.
Mikhailenko
,
V. I.
Perevalov
,
N. N.
Filippov
,
I. M.
Grigoriev
,
I.
Morino
,
T.
Yokota
,
R.
Kumazawa
, and
T.
Watanabe
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
111
,
2211
(
2010
).
17.
S.
Kassi
,
B.
Gao
,
D.
Romanini
, and
A.
Campargue
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
10
,
4410
(
2008
).
18.
A.
Campargue
,
L.
Wang
,
A. W.
Liu
,
S. M.
Hu
, and
S.
Kassi
,
Chem. Phys.
373
,
203
(
2010
).
19.
A.
Campargue
,
O.
Leshcliishina
,
L.
Wang
,
D.
Mondelain
,
S.
Kassi
, and
A. V.
Nikitin
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
113
,
1855
(
2012
).
20.
L. S.
Rothman
,
I. E.
Gordon
,
Y.
Babikov
,
A.
Barbe
,
D. Chris
Benner
,
P. F.
Bernath
,
M.
Birk
,
L.
Bizzocchi
,
V.
Boudon
,
L. R.
Brown
,
A.
Campargue
,
K.
Chance
,
E. A.
Cohen
,
L. H.
Coudert
,
V. M.
Devi
,
B. J.
Drouin
,
A.
Fayt
,
J. M.
Flaud
,
R. R.
Gamache
,
J. J.
Harrison
,
J. M.
Hartmann
,
C.
Hill
,
J. T.
Hodges
,
D.
Jacquemart
,
A.
Jolly
,
J.
Laniouroux
,
R. J.
Le Roy
,
G.
Li
,
D. A.
Long
,
O. M.
Lyulin
,
C. J.
Mackie
,
S. T.
Massie
,
S.
Mikhailenko
,
H. S. P.
Müller
,
O. V.
Naumenko
,
A. V.
Nikitin
,
J.
Orphal
,
V.
Perevalov
,
A.
Perrin
,
E. R.
Polovtseva
,
C.
Richard
,
M. A. H.
Smith
,
E.
Starikova
,
K.
Sung
,
S.
Tashkun
,
J.
Tennyson
,
G. C.
Toon
,
V. G.
Tyuterev
, and
G.
Wagner
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
130
,
4
(
2013
).
21.
A.
Campargue
,
O.
Leshcliishina
,
L.
Wang
,
D.
Mondelain
, and
S.
Kassi
,
J. Mol. Spectrosc.
291
,
16
(
2013
).
22.
A. V.
Nikitin
,
I. S.
Chizhmakova
,
M.
Rey
,
S. A.
Tashkun
,
S.
Kassi
,
D.
Mondelain
,
A.
Campargue
, and
V. G.
Tyuterev
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
203
,
341
(
2017
).
23.
M.
Rey
,
A. V.
Nikitin
,
Y. L.
Babikov
, and
V. G.
Tyuterev
,
J. Mol. Spectrosc.
327
,
138
(
2016
).
24.
L.
Yang
,
H.
Lin
,
M. D.
Plimmer
,
X. J.
Feng
,
Y. J.
Ma
,
J. T.
Luo
,
J. F.
Luo
, and
J. T.
Zhang
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
245
,
106888
(
2020
).
25.
C.
Ishibashi
,
M.
Kourogi
,
K.
Imai
,
B.
Widiyatmoko
,
A.
Onae
, and
H.
Sasada
,
Opt. Commun.
161
,
223
(
1999
).
26.
I. E.
Gordon
,
L. S.
Rothman
,
R. J.
Hargreaves
,
R.
Hashemi
,
E. V.
Karlovets
,
F. M.
Skinner
,
E. K.
Conway
,
C.
Hill
,
R. V.
Kochanov
,
Y.
Tan
,
P.
Wcislo
,
A. A.
Finenko
,
K.
Nelson
,
P. F.
Bernath
,
M.
Birk
,
V.
Boudon
,
A.
Campargue
,
K. V.
Chance
,
A.
Coustenis
,
B. J.
Drouin
,
J. M.
Flaud
,
R. R.
Gamache
,
J. T.
Hodges
,
D.
Jacquemart
,
E. J.
Mlawer
,
A. V.
Nikitin
,
V. I.
Perevalov
,
M.
Rotger
,
J.
Tennyson
,
G. C.
Toon
,
H.
Tran
,
V. G.
Tyuterev
,
E. M.
Adkins
,
A.
Baker
,
A.
Barbe
,
E.
Canè
,
A. G.
Császár
,
A.
Dudaryonok
,
O.
Egorov
,
A. J.
Fleisher
,
H.
Fleurbaey
,
A.
Foltynowicz
,
T.
Furtenbacher
,
J. J.
Harrison
,
J. M.
Hartmann
,
V. M.
Horneman
,
X.
Huang
,
T.
Karman
,
J.
Karns
,
S.
Kassi
,
I.
Kleiner
,
V.
Kofman
,
F.
Kwabia-Tchana
,
N. N.
Lavrentieva
,
T. J.
Lee
,
D. A.
Long
,
A. A.
Luka-shevskaya
,
O. M.
Lyulin
,
V. Y.
Makhnev
,
W.
Matt
,
S. T.
Massie
,
M.
Melosso
,
S. N.
Mikhailenko
,
D.
Mondelain
,
H. S. P.
Müller
,
O. V.
Naumenko
,
A.
Perrin
,
O. L.
Polyansky
,
E.
Raddaoui
,
P. L.
Raston
,
Z. D.
Reed
,
M.
Rey
,
C.
Richard
,
R.
Tóbiás
,
I.
Sadiek
,
D. W.
Schwenke
,
E.
Starikova
,
K.
Sung
,
F.
Taniassia
,
S. A.
Tashkun
,
J.
Vander Auwera
,
I. A.
Vasilenko
,
A. A.
Vigasin
,
G. L.
Villanueva
,
B.
Vispoel
,
G.
Wagner
,
A.
Yachmenev
, and
S. N.
Yurchenko
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
277
,
107949
(
2022
).
27.
Y. R.
Xu
,
A. W.
Liu
,
Y.
Tan
,
C. L.
Hu
, and
S. M.
Hu
,
Phys. Rev. A
109
,
042809
(
2024
).
28.
Y.
Tan
,
Y. R.
Xu
,
T. P.
Hua
,
A. W.
Liu
,
J.
Wang
,
Y. R.
Sun
, and
S. M.
Hu
,
J. Chem. Phys.
156
,
044201
(
2022
).
29.
A. V.
Nikitin
,
M.
Rey
, and
V. G.
Tyuterev
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
200
,
90
(
2017
).
30.
L. R.
Brown
,
K.
Sung
,
D. C.
Benner
,
V. M.
Devi
,
V.
Boudon
,
T.
Gabard
,
C.
Wenger
,
A.
Campargue
,
O.
Leshchishina
,
S.
Kassi
,
D.
Mondelain
,
L.
Wang
,
L.
Daumont
,
L.
Régalia
,
M.
Rey
,
X.
Thomas
,
V. G.
Tyuterev
,
O. M.
Lyulin
,
A. V.
Nikitin
,
H. M.
Niederer
,
S.
Albert
,
S.
Bauerecker
,
M.
Quack
,
J. J.
O'Brien
,
I. E.
Gordon
,
L. S.
Rothman
,
H.
Sasada
,
A.
Coustenis
,
M. A. H.
Smith
,
T.
Carrington
,
X. G.
Wang
,
A. W.
Mantz
, and
P. T.
Spickler
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
130
,
201
(
2013
).
31.
S.
Nordebo
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
310
,
108731
(
2023
).
32.
A. S.
Pine
and
T.
Gabard
,
J. Mol. Spectrosc.
217
,
105
(
2003
).
33.
V. M.
Devi
,
D. C.
Benner
,
R. R.
Gamache
,
H.
Tran
,
M. A. H.
Smith
, and
R. L.
Sanis
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
206
,
409
(
2018
).
34.
A. S.
Pine
,
J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
224
,
62
(
2019
).
This content is only available via PDF.
You do not currently have access to this content.